(57)【要約】【課題】  感光体表面の摩擦係数を安定して低く維持し、クリーニング効果を高めて感光体の寿命期間を延長できる潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置２０は、駆動ローラ２１、塗布スリーブ２２及び固形潤滑剤Ｍから構成される。塗布スリーブ２２は金属又は合成樹脂の円筒状部材で、感光体１１に接近して配置された駆動ローラ２１に緩く装着され、駆動ローラと感光体との間に挾まれて、摩擦力により感光体の回転に従動して回動し、或いは感光体の周速と線速度差を有しながら回動する。塗布スリーブ２２は固形潤滑剤Ｍに接触すると、外表面が弾性変形して固形潤滑剤の減耗に関係なく略一定の押圧力で表面を押圧する。塗布スリーブの押圧により掻き取られたスリーブ上の固形潤滑剤Ｍは感光体１１の表面に塗布され、感光体表面の摩擦係数を安定して低く維持することができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、弾性材料で構成された円筒状部材と、該円筒状部材に当接するように配置された固形潤滑剤とを備え、前記円筒状部材に当接して付着した固形潤滑剤が前記円筒状部材を介して前記像担持体表面に塗布されるように構成された画像形成装置において、
前記円筒状部材は、前記固形潤滑剤に押圧されて生じる弾性変形に基づく復元方向の反力により略一定の押圧力で固形潤滑剤の表面に接触すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記円筒状部材は、前記像担持体に平行に配置された駆動ローラに緩く挿嵌して保持され、前記像担持体と駆動ローラとの間に挟まれて像担持体の回転に従動して回動すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記円筒状部材は、ニッケルを材料として構成された円筒状のベルトであること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記円筒状部材は、高分子合成樹脂を材料として構成された円筒状のベルトであること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記固形潤滑剤は、脂肪酸金属塩であること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置に関し、特に、像担持体に潤滑剤を供給することにより像担持体やクリーニングブレードの長寿命化を図るとともに、画像品質を向上させた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、帯電装置を使用して像担持体（例えば感光体ドラム）の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し、或いは中間転写体の上に転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成が行われる。
【０００３】
このような画像形成装置では、像担持体や中間転写体（以下、像担持体という）の上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、感光体上に残留するトナーを除去し清掃するクリーニング装置が設けられている。
【０００４】
クリーニング装置には、クリーニングブレードを像担持体の表面に接触させて残留トナーを掻き取るものが広く使用されているが、この構成では、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力が大きいとクリーニングブレードの摩耗や像担持体表面の感光膜の膜削れの原因になり、それぞれの部材の寿命を短縮させる原因となっていた。この対策として、像担持体表面に潤滑剤を塗布して像担持体表面の摩擦係数を低下させ、上記不都合を解消しようとする技術が知られている。
【０００５】
図４は、このような従来の画像形成装置の構成を説明する断面図で、画像形成装置１００は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転する感光体１０１の周囲に、メインチャージャ１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写装置１０５、潤滑剤塗布装置１０６、及びクリーニングブレード１０７が配置されている。また、転写装置１０５を通過した後の記録媒体Ｐの搬送方向下流側には定着装置１０８が配置されている。クリーニングブレード１０７は、その先端部が感光体１０１の表面に接触しており、感光体表面に残留した残留トナーを掻き落とすものである。
【０００６】
画像形成装置１００による画像形成動作を簡単に説明すると、まず、メインチャージャ１０２により感光体１０１の表面が均一に帯電される。図示しない原稿台上の原稿画像が走査光学系により読み取られて出力された画像信号、或いは図示しないパソコン等から出力された画像信号により、露光装置１０３のレーザ装置から放射されるレーザ光が変調され、変調されたレーザ光が感光体１０１の表面に投射されて、画像潜像が形成される。
【０００７】
感光体１０１の表面に形成された画像潜像は、現像装置１０４の現像剤で現像され、トナー像が形成される。トナー像が転写位置に到達するタイミングに合わせて図示されていない給紙装置から転写位置に搬送された記録媒体Ｐに、転写装置１０５の作用によりトナー像が記録媒体Ｐに転写される。このあと、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、更に定着装置１０８により定着処理されて、画像形成処理が終了する。感光体１０１の表面に残留した廃トナーはクリーニングブレード１０７により清掃されて除去され、次の画像形成動作に移る。
【０００８】
潤滑剤塗布装置１０６は、固形潤滑剤１１０をバネ１１１の押圧力により塗布ブラシ１１２に押圧して削り取り、固形潤滑剤１１０が付着した塗布ブラシ１１２を感光体１０１の表面に接触させ、潤滑剤を感光体表面へ塗布するように構成されているが、これは、画像形成装置内部におけるクリーニング装置の配置に自由度を得るための構成である。
【０００９】
このような、バネの押圧力を使用した構成の潤滑剤塗布装置では、長時間の使用により固形潤滑剤が次第に消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下するから、像担持体への潤滑剤塗布量が減少して像担持体表面の潤滑剤量が少くなり、像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合が発生する。
【００１０】
この対策として、感光体と塗布ブラシの間に回転ローラを配置し、回転ローラの表面粗さと、固形潤滑剤を回転ローラに押圧する押圧力を規定し、感光体の表面に常時適量の潤滑剤を供給するように構成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
また、固形潤滑剤にスポンジなどの弾性体で形成した塗布ローラを押し当て、削り取った固形潤滑剤を感光体表面へ塗布する構成において、固形潤滑剤を保持するホルダの変位を検知して固形潤滑剤が消費されて無くなったことを表示するものが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−９０８４７号公報。
【特許文献２】特開平８−１４６８４２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
先に説明したように、従来のバネの押圧力を使用した潤滑剤塗布装置では、固形潤滑剤が消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下し、結果として像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合があり、その対策として、上記したような構成が提案された。しかしながら、前記した前者の構成、すなわち、感光体と塗布ブラシの間に回転ローラを配置し、回転ローラの表面粗さと回転ローラの押圧力を規定するものは、構成を複雑にし、製作コストを上昇させていた。
【００１３】
また、前記した後者の構成、すなわち、塗布ローラにスポンジなどの弾性体を使用するものは、変位に対して発生する押圧力が比例せず、過大な押圧力が発生して像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができないという不都合がある。
【００１４】
この発明は、上記した従来の潤滑剤塗布装置の不都合を解決する手段のように特別な手段を必要とせず、像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、像担持体と、弾性材料で構成された円筒状部材と、該円筒状部材に当接するように配置された固形潤滑剤とを備え、前記円筒状部材に当接して付着した固形潤滑剤が前記円筒状部材を介して前記像担持体表面に塗布されるように構成された画像形成装置において、前記円筒状部材は、前記固形潤滑剤に押圧されて生じる弾性変形に基づく復元方向の反力により略一定の押圧力で固形潤滑剤の表面に接触することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
そして、前記円筒状部材は、前記像担持体に平行に配置された駆動ローラに緩く挿嵌して保持され、前記像担持体と駆動ローラとの間に挟まれて像担持体の回転に従動して回動するように構成される。
【００１７】
また、前記円筒状部材は、ニッケルを材料として構成された円筒状のベルトとするとよい。また、前記円筒状部材は、高分子合成樹脂を材料として構成された円筒状のベルトとしてもよい。
【００１８】
そして、前記固形潤滑剤には、脂肪酸金属塩を使用する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したとおり、請求項１の発明では、弾性材料で構成された円筒状部材が、固形潤滑剤に押圧されて生じる弾性変形に基づく復元方向の反力により、略一定の押圧力で固形潤滑剤の表面に接触するように構成されているので、画像形成装置が長期間使用され、固形潤滑剤が次第に小さくなっても、円筒状部材には常に略一定量の固形潤滑剤が付着して像担持体に塗布されるから、長期間にわたり安定して像担持体表面の摩擦係数を低く維持することができ、クリーニング効果を高めて感光体の寿命期間を延長できる潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の実施の形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図である。
【００２１】
図１において、画像形成装置１０は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転する感光体１１の周囲に、メインチャージャ１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、潤滑剤塗布装置２０、及びクリーニングブレード１７が配置されている。また、転写装置１５を通過した後の記録媒体Ｐの搬送方向下流側には定着装置１８が配置されている。クリーニングブレード１７は、その先端部が感光体１１の表面に接触しており、感光体表面に残留した残留トナーを掻き落とすものである。
【００２２】
画像形成装置１０による画像形成動作を簡単に説明すると、まず、メインチャージャ１２により感光体１１の表面が均一に帯電される。図示しない原稿台上の原稿画像が走査光学系により読み取られて出力された画像信号、或いは図示しないパソコン等から出力された画像信号により、露光装置１３のレーザ装置から放射されるレーザ光が変調され、変調されたレーザ光が感光体１１の表面に投射されて、画像潜像が形成される。
【００２３】
感光体１１の表面に形成された画像潜像は、現像装置１４の現像剤で現像され、トナー像が形成される。トナー像が転写位置に到達するタイミングに合わせて図示されていない給紙装置から転写位置に搬送された記録媒体Ｐに、転写装置１５の作用によりトナー像が記録媒体Ｐに転写される。このあと、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、更に定着装置１８により定着処理されて画像形成処理が終了する。感光体１１の表面に残留した廃トナーはクリーニングブレード１７により清掃されて除去され、次の画像形成動作に移る。
【００２４】
潤滑剤塗布装置について説明する。まず、その塗布スリーブの特性について説明する。塗布スリーブは、金属材料或いは合成樹脂材料からなる円筒状のフイルムで構成されている。この構成では、塗布スリーブは外力が加わらない状態では円筒形状を維持するが、他の部材（例えば固形潤滑剤）に押圧されると、弾性変形して元の形状に復元しようとする反力、即ち固形潤滑剤に向かう押圧力が発生する。
【００２５】
塗布スリーブの反力、即ち固形潤滑剤に向かう押圧力は、図３に示すように、変位に対して押圧力が比例せず、変位が大きい領域（図３で符号Ｓで示した領域）では変位に対して押圧力が飽和状態となり、変位が増加しても押圧力は殆ど変化しない。
【００２６】
この発明に係る画像形成装置の潤滑剤塗布装置は、上記した塗布スリーブの特性を利用するもので、固形潤滑剤が塗布スリーブに削り取られて次第に小さくなり、塗布スリーブの変位量が増加しても、押圧力が殆ど変化しない上記した領域Ｓで使用する。これにより、時間の経過につれて、塗布スリーブにより固形潤滑剤が削り取られて次第に小さくなっても、塗布スリーブに付着する固形潤滑剤の量が減少せず、感光体表面への固形潤滑剤の塗布量は、常時一定の範囲に維持することができる。
【００２７】
図２は、潤滑剤塗布装置２０の構成を説明する断面図である。潤滑剤塗布装置２０は、駆動ローラ２１、塗布スリーブ２２、及び固形潤滑剤Ｍから構成されており、転写装置１５からみて感光体１１の回転方向下流側に配置されている。固形潤滑剤Ｍは装置のハウジング２９に適宜の手段で取り付けられている。
【００２８】
塗布スリーブ２２は円筒状のフイルムであって、駆動ローラ２１に緩く装着されており、感光体１１に接近して配置された駆動ローラ２１と感光体１１との間に挾まれて、感光体１１との間の摩擦力及び駆動ローラ２１との間の摩擦力により感光体１１の回転に従動して回動し、或いは感光体１１の周速との間に線速度差を有しながら（滑りを生じながら）回動するように構成されている。
【００２９】
駆動ローラ２１の感光体１１に対向する側と反対側には、固形潤滑剤Ｍが配置されており、感光体１１と固形潤滑剤Ｍの表面との間隔は、外力が加わらない状態の塗布スリーブ２２の直径よりも狭く設定されている。感光体１１と駆動ローラ２１との間には塗布スリーブ２２が挾まれているから、塗布スリーブ２２は固形潤滑剤Ｍの表面付近で弾性変形し、元の形状に復元しようとする反力、即ち固形潤滑剤に向かう押圧力が発生する。
【００３０】
感光体１１及び駆動ローラ２１の回転により塗布スリーブ２２が回動すると、塗布スリーブ２２の外表面が固形潤滑剤Ｍの表面に接触して変形し、固形潤滑剤Ｍに向かう押圧力で固形潤滑剤Ｍの表面を擦る。擦られて掻き取られた固形潤滑剤Ｍは塗布スリーブ２２の外表面に付着するが、塗布スリーブ２２が回動して感光体１１に接触すると、塗布スリーブ２２の外表面に付着した固形潤滑剤Ｍが感光体１１の表面に塗布される。
【００３１】
上記した実施の形態では、駆動ローラ２１は、感光体１１の回転方向（矢印ａ方向）と反対方向に、同一の周速度で、或いは感光体１１の周速度と異なる周速度で回転するように構成されるが、駆動ローラ２１を回転させない構成であってもよい。この場合、塗布スリーブ２２は、回転しない駆動ローラ２１との間の摩擦力の影響を受けながら、感光体１１の表面との間の摩擦力により感光体１１の回転に従動し、或いは線速度差を有しながら（滑りを生じながら）回動する。
【００３２】
また、上記実施例では、駆動ローラ２１は感光体１１側に配置されているが、駆動ローラ２１を固形潤滑剤Ｍの側に配置してもよい。
【００３３】
塗布スリーブ２２の材料としては、永久歪みが小さく、加工が容易で、外力による変形に対して復元力が発生する弾性の高い材料であれば、どのような材料でもよい。具体的には、金属材料ではニッケルが使用可能であり、合成樹脂材料ではポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の結晶性樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）、ポリカーボネート等の非晶性樹脂などが挙げられ、さらにこれらの樹脂に、必要に応じて、例えば導電性を付与する、表面粗さを制御するなどの場合は、各種添加剤、フィラー等を添加するものとする。
【００３４】
金属材料であるニッケルを使用した場合は、塗布スリーブはニッケルスリーブとなり、合成樹脂材料を使用した場合は、塗布スリーブは合成樹脂スリーブとなるが、その表面の物理的性質には、固形潤滑剤Ｍの掻き取り性能と感光体１１への付与性能が求められ、表面粗さが中心線表面粗さでＲａ０．０１〜１．０の範囲が上記性能を満足するのに適当であった。また、耐久性や加工性を考慮してそのフィルム厚さは３０μｍ〜２００μｍが適当である。
【００３５】
固形潤滑剤Ｍには、表面エネルギーが低いという特性のほか、化学的に不活性であること、熱的に安定であることが求められる。具体的には、ステアリン酸亜鉛（ＳＴ−Ｚｎ）、ステアリン酸マグネシウム（ＳＴ−Ｍｇ）、ステアリン酸カルシウム（ＳＴ−Ｃａ）等の高級脂肪酸金属塩（いわゆる金属石鹸）やＰＴＦＥやＥＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマーを固形化したものなどが使用可能である。
【００３６】
以上、この発明に係る潤滑剤塗布装置、及び潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置について説明したが、この発明に係る潤滑剤塗布装置は、モノクロ画像形成装置、カラー画像形成装置、プリンタ、ＦＡＸ、プリンタ機能やＦＡＸ機能等を備えた複合機などのいずれにも適用することができることは言うまでもない。。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
クリーニングブレードによる像担持体上に残留した廃トナーの除去を行ないながら像担持体表面に塗布された潤滑剤の塗布量を一定の範囲に維持し、像担持体の寿命期間を延長できる画像形成装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図。
【図２】潤滑剤塗布装置の構成を説明する断面図。
【図３】塗布スリーブの変位と押圧力の関係を説明する図。
【図４】従来の画像形成装置の構成を説明する断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１０  画像形成装置
１１  像担持体（感光体）
１２  メインチャージャ
１３  露光装置
１４  現像装置
１５  転写装置
１７  クリーニングブレード
１８  定着装置
２０  潤滑剤塗布装置
２１  駆動ローラ
２２  塗布スリーブ
２９  ハウジング
Ｍ  固形潤滑剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006189651.tif 000006